JP7846947B2 - エアロゾル生成装置、制御方法、及びプログラム - Google Patents
エアロゾル生成装置、制御方法、及びプログラムInfo
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Description
エアロゾル源には、液体と固形物の2種類がある。前者の場合、ウィックと呼ばれるガラス繊維内に誘導されたエアロゾル源をヒータで加熱し、エアロゾルを生成する。一方、後者の場合、紙筒やカプセル内に充填されたエアロゾル源をヒータ等で加熱し、エアロゾルを生成する。
<特徴>
実施の形態1で想定するエアロゾル生成装置は、電子たばこの一形態である。以下の説明では、エアロゾル生成装置が生成する物質をエアロゾルという。エアロゾルは、気体中に浮遊する微小な液体または固体の粒子と、空気その他の気体との混合体をいう。
実施の形態1で想定するエアロゾル生成装置は、燃焼を伴わずに、エアロゾルを生成することが可能である。
実施の形態1では、エアロゾル生成装置が生成したエアロゾルをユーザが吸引することを、単に「吸引」又は「パフ」という。
以下では、液体のエアロゾル源を収納する容器を「カートリッジ」といい、固形物のエアロゾル源を収納する容器を「カプセル」という。カートリッジとカプセルは、いずれも消耗品である。このため、カートリッジとカプセルには、それぞれ交換の目安が定められている。
液体のエアロゾル源は、第1のエアロゾル源の一例であり、固形物のエアロゾル源は、第2のエアロゾル源の一例である。
図1は、実施の形態1で想定するエアロゾル生成装置10の外観例を説明する図である。
図1に示す外観例は、エアロゾル生成装置10の正面を斜め上方から観察することで得られる。実施の形態で想定するエアロゾル生成装置10は、ユーザが片手で保持可能なサイズを有している。例えばエアロゾル生成装置10の幅は約32mm、高さは約60mm、奥行きは約23mmである。これらのサイズは一例である。また、エアロゾル生成装置10のデザインによっても、幅、高さ、奥行きのサイズは異なる。
装置本体11の上面には、ディスプレイ11Aと、操作ボタン11Bが配置されている。ディスプレイ11Aには、例えば液晶ディスプレイや有機EL(=Electro Luminescence)ディスプレイが用いられる。操作ボタン11Bは、例えば電源のオン又はオフ、固形物のエアロゾル源の残量の確認、電池残量の確認その他の操作に使用される。
図2は、エアロゾル源等の装置本体11への装着の仕方を説明する図である。装置本体11の上部には、不図示の開口が設けられている。ここでの開口は、装置本体11の内部に設けられている不図示の筒状体の端部を構成する。
装置本体11の開口には、カートリッジ20が先に挿入され、次に、カプセルホルダ12が装着される。
装置本体11に取り付けられたカプセルホルダ12は、装置本体11に挿入されたカートリッジ20の飛び出しを防ぐ押さえとして機能する。
カプセルホルダ12にも開口が設けられている。開口は、カプセルホルダ12の内部に設けられている不図示の筒状体の端部を構成する。この開口に対し、カプセル30が装着される。カプセル30は、カプセルホルダ12の開口に押し込むことで装着が可能であり、カプセルホルダ12の開口から引き出すことで取り外しが可能である。
本実施の形態の場合、カートリッジ20は、装置本体11の上面に設けた開口から装着されるが、装置本体11の下面側から装着する構成を採用してもよい。
図3は、エアロゾル生成装置10の内部構成を模式的に示す図である。なお、ここでの内部構成は、装置本体11に装着されたカートリッジ20(図2参照)とカプセル30(図2参照)を含んでいる。
図3に示す内部構成は、装置本体11の内部に設ける部品やそれらの位置関係を説明することを目的とする。このため、図3に示す部品等の外観は、前述した外観図と必ずしも一致しない。
装置本体11の内部には、空気流路180Lが形成されている。空気流路180Lは、液貯蔵部123Lに貯蔵されている液体のエアロゾル源から生成されたエアロゾルを、固形物のエアロゾル源が充填されたカプセル型容器130Lに輸送する通路として機能する。
本実施の形態の場合、保持部140Lにカプセル型容器130Lが装着された状態で、ユーザによる吸引が行われる。保持部140Lは、前述したカプセルホルダ12(図2参照)と、カプセルホルダ12が取り付けられる装置本体11側の筒状体に対応する。
電源部111Lは、電力を蓄積するデバイスであり、装置本体11を構成する各部に電力を供給する。電源部111Lには、リチウムイオン二次電池等の充電式バッテリが使用される。
電源部111Lが充電式バッテリの場合、USB(=Universal Serial Bus)ケーブル等を通じて接続された外部電源を通じ、何度でも充電することが可能である。
電源部111Lが装置本体11から取り外し可能である場合、消耗した電源部111Lを新しい電源部111Lと交換することが可能である。
装置本体11に設けるセンサ部112Lには、例えばマイクロホンコンデンサ等の圧力センサ、流量センサ、温度センサがある。この種のセンサ部112Lは、例えばユーザの吸引の検出に使用される。
装置本体11に設けるセンサ部112Lには、例えばサーミスタがある。本実施の形態の場合、サーミスタは、例えばカプセル30の加熱に使用される加熱部121L-2の温度の測定に使用される。本実施の形態では、加熱部121L-2に対して2つのサーミスタを取り付ける。
図4の場合、サーミスタ112L-1、112L-2は、筒形状の加熱部121L-2の外周面上に取り付けられている。図4におけるサーミスタ112L-1、112L-2の取り付け位置は、加熱部121L-2の軸方向にオフセットされている。オフセット量は、例えば数ミリである。オフセットの方向は、軸方向に限らず、周方向でもよく、軸方向と周方向を組み合わせた方向でもよい。
なお、サーミスタ112L-1、112L-2のオフセット量は0(ゼロ)でもよい。すなわち、サーミスタ112L-1、112L-2は、加熱部121L-2の同じ位置に取り付けてもよい。
本実施の形態では、予備のサーミスタ112L-2を用意することにより、2つのサーミスタ112L-1、112L-2の故障の診断を可能とする。
2つのサーミスタ112L-1、112L-2は、複数の温度センサの一例である。
通知部113Lは、情報をユーザに通知するデバイスである。
装置本体11に設ける通知部113Lには、例えばLED(=Light Emitting Diode)等の発光装置がある。通知部113Lが発光装置の場合、発光装置は、通知する情報の内容に応じたパターンで発光制御される。例えば電源部111Lの充電が必要であることをユーザに通知する場合と、電源部111Lが充電中であることをユーザに通知する場合と、異常の発生を通知する場合で、発光装置は、それぞれ異なるパターンで発光制御される。
この他、装置本体11に設ける通知部113Lには、例えば画像を表示する表示装置、音を出力する音出力装置、振動する振動装置がある。これらの装置は、それぞれ単独で、又は、組み合わせて使用してもよく、前述した発光装置と一緒に、又は、発光装置に代えて使用してもよい。
記憶部114Lに記憶される情報には、例えば制御部116Lが実行するプログラムが含まれる。プログラムには、OS(=Operating System)やファームウェアの他、アプリケーションプログラムも含まれる。
ここでの情報には、前述したセンサ部112Lで検出された各部の情報も含まれる。例えばユーザによる吸引に関する情報も含まれる。ユーザによる吸引に関する情報には、例えば吸引の回数、吸引が検出された時刻、吸引の累積時間が含まれる。
通信規格には、例えば無線LAN(=Local Area Network)、有線LAN、4Gや5G等の移動通信システムがある。本実施の形態では、Wi-Fi(登録商標)やBluetooth(登録商標)を使用する。
この他、通信部115Lは、例えば記憶部114Lに記憶されているプログラムの更新データをサーバから受信するために使用される。
制御部116Lには、CPU(=Central Processing Unit)やマイクロプロセッサ等の電子回路が設けられる。
この他、制御部116Lには、プログラムや演算パラメータ等を記憶するROM(=Read Only Memory)、適宜変化するパラメータ等を一時記憶するRAM(=Random Access Memory)を設けてもよい。
制御部116Lは、ユーザの操作による情報の受付処理、各部から出力された情報に基づく処理等も実行する。
液体のエアロゾル源は、加熱されることによって香味成分を放出するたばこ原料又はたばこ原料由来の抽出物を含んでもよい。また、液体のエアロゾル源は、ニコチン成分を含んでもよい。
液誘導部122Lの両端は、液貯蔵部123Lの内部と連結されている。このため、液貯蔵部123Lに貯蔵されているエアロゾル源は、毛管効果により液誘導部122Lの全体に行き渡る。
加熱部121L-1は、図3に示すコイル状に限らず、フィルム状やブレード状その他の形状でもよい。加熱部121L-1の形状は、加熱の方式等により異なる。加熱部121L-1は、金属、ポリイミド等の任意の素材で構成される。
加熱部121L-1は、電源部111Lからの給電により発熱し、液誘導部122Lに保持されているエアロゾル源を気化温度まで加熱する。気化温度に達したエアロゾル源は、気体として液誘導部122Lから空気中に放出されるが、周囲の空気により冷却されて霧化し、エアロゾルとなる。
エアロゾルの生成の開始を指示するボタンと、エアロゾルの生成の停止を指示するボタンは、物理的に同じボタンでもよいし、異なるボタンでもよい。
固形物のエアロゾル源は、加熱されることによって香味成分を放出する刻みたばこ又はたばこ原料を粒状、シート状、又は粉末状に成形した加工物等を含んでよい。すなわち、固形物のエアロゾル源は、たばこ由来の物質を含んでもよい。また、固形物のエアロゾル源は、例えばニコチン成分を含んでもよい。
なお、固形物のエアロゾル源は、たばこ以外の植物(例えばミント、ハーブ等)から抽出された非たばこ由来の物質を含んでもよい。この他、固形物のエアロゾル源は、例えばメントール等の香料成分を含んでもよい。
カプセル型容器130Lの一部は保持部140Lに保持され、残りは保持部140Lの外に露出する。カプセル型容器130Lのうち保持部140Lから露出する部分は、マウスピース124Lとして使用される。マウスピース124Lは、エアロゾルを吸引するユーザによって咥えられる。
因みに、底部143Lは、装置本体11の内部に形成される空気流路180Lの空気流出孔182Lと連通される。この空気流出孔182Lを通じ、保持部140Lの内部空間141Lと空気流路180Lとが連通される。
加熱部121L-2は、金属又はポリイミド等で構成される。加熱部121L-2は、保持部140Lの金属部分の外周面に接触する位置に設けられる。
加熱部121L-2は、電源部111Lからの給電により発熱し、保持部140Lの金属部分に接触しているカプセル型容器130Lの外周面を加熱する。
気化温度に達したエアロゾル源は、気化されるが周囲の空気に冷やされて霧化し、エアロゾルとなる。
加熱部121L-2に対する給電と給電に伴う加熱は、制御部116Lによって制御される。
断熱部144Lは、例えば真空断熱材やエアロゲル断熱材で構成される。真空断熱材とは、グラスウールやシリカ(ケイ素の粉体)等を樹脂製のフィルムで包んで高真空状態にすることで、気体による熱伝導を限りなくゼロに近づけた断熱材をいう。
ユーザによる吸引に伴い、空気流入孔181Lから空気流路180Lに空気が流入し、空気流出孔182Lから保持部140Lの底部143Lに空気が流出する。
固形物由来のエアロゾルの濃度は、加熱部121L-2の加熱制御を組み合わせることにより上昇する。
なお、後述するように、本実施の形態では、加熱部121L-2の加熱制御と組み合わせない加熱モードも用意される。
ただし、液体由来のエアロゾルの加熱により発生される固形物由来のエアロゾルの発生量は、加熱部121L-2の加熱制御を組み合わせる場合に比して少なくなる。
実施の形態1で想定するエアロゾル生成装置10には、2種類の加熱モードが用意されている。
1つ目の加熱モードは、カートリッジ20(図2参照)に貯蔵されているエアロゾル源を加熱する加熱部121L-1のみを使用する第1のモードである。すなわち、カートリッジ20のみを加熱する加熱モードである。
以下では、この加熱モードを「ノーマルモード」という。ノーマルモードでは、固形物のエアロゾル源を加熱する加熱部121L-2が常にオフ制御される。
以下では、この加熱モードを「ハイモード」という。ハイモードでは、加熱部121L-1によるカートリッジ20の加熱と、加熱部121L-2によるカプセル30の加熱が交互に実行される。
例えばハイモード中に操作ボタン11Bが2秒以上長押しされると、動作モードはノーマルモードに切り替わる。一方、ノーマルモード中に操作ボタン11Bが2秒以上長押しされると、動作モードはハイモードに切り替わる。
すなわち、加熱部121L-1による加熱中、加熱部121L-2による加熱は停止制御される。また、加熱部121L-2によるカプセル30の加熱中に、加熱部121L-1によるカートリッジ20の加熱を開始するイベントが発生すると、加熱部121L-2による加熱は停止制御される。
ここでの同時は、加熱のタイミングが一切重複しない意味ではない。従って、例えば動作タイミングの誤差により生じる重複は許容される。
図5(A1)はノーマルモードにおけるカートリッジ20の加熱タイミングを示し、図5(A2)はノーマルモードにおけるカプセル30の加熱タイミングを示している。
図5(A1)及び(A2)の横軸は時間であり、縦軸は加熱の有無を表している。
加熱がある期間には、対応する加熱部に電力が供給され、加熱がない期間には、対応する加熱部に電力が供給されない、又は、対応する加熱部に供給される電力が低減される。
ロック状態は、制御部116Lによる制御が停止している状態である。このため、ユーザが、マウスピース124Lを加えて吸引してもエアロゾルは生成されない。
ロック状態は、例えば操作ボタン11B(図1参照)が2秒以内に3回続けて押下されることで解除される。押下の回数、操作の対象とするボタン、操作に要する時間はいずれも一例である。
ノーマルモードの加熱制御が開始すると、図5(A1)に示すように、吸引の期間に連動してカートリッジ20の加熱が実行される。
「吸引の期間に連動する」とは、センサ部112Lによる吸引の検出に連動することをいう。
なお、図5(A2)に示すように、ノーマルモードでは、吸引の有無によらず、カプセル30の加熱は実行されない。
本実施の形態の場合、吸引が最後に検出されてから予め定めた時間が経過すると、制御部116Lは、ロック状態に移行する。
ロック状態になっても、加熱モードは変更されない。ロック状態からの復帰時にも、加熱モードの変更はない。
そこで、本実施の形態では、装置本体11(図2参照)で消費される電力を抑制する目的でロック状態に移行する。ハイモードの場合も同様である。すなわち、最後の吸引から6分が経過すると、エアロゾル生成装置10は、ロック状態に制御される。
図5(B1)の横軸は時間であり、縦軸はカプセルの温度を表している。図5(B2)及び(B3)の横軸は時間であり、縦軸は加熱の有無を表している。
加熱がある期間には、対応する加熱部に電力が供給され、加熱がない期間には、対応する加熱部に電力が供給されない、又は、対応する加熱部に供給される電力が低減される。。
ハイモードの加熱制御が開始すると、図5(B3)に示すように、カプセル30の加熱が開始される。この加熱は、基本的に、吸引が検出されるまで継続され、吸引が検出されている期間、カプセル30の加熱は停止又は低減される。
図5(B2)及び図5(B3)に示すように、カートリッジ20の加熱が開始されたタイミングで、カプセル30の加熱が停止又は低減される。なお、カプセル30の初期温度は、例えばエアロゾル生成装置10が使用される環境の気温、例えば室温である。
なお、カプセル30の温度には目標温度が定められている。加熱部121L-2に取り付けられているサーミスタ112L-1で測定された温度が目標温度に達すると、制御部116Lは、目標温度を維持するように加熱部121L-1への給電を制御する。
また、50%のデューティー比の加熱制御への切り替えは、目標温度より低い温度、例えば5℃低い55℃から実行することが好ましい。目標温度の手前から加熱部121L-2に供給する電力を低減することにより、加熱部121L-2の温度の超過、すなわちオーバーシュートが回避される。
なお、スリープ状態のまま更に5分30秒が経過すると、前述したロック状態に移行する。
<診断例1>
以下では、図6及び図7の参照によりサーミスタの状態の診断例について説明する。
図6は、サーミスタの故障の診断に使用する処理の一例を説明する図である。図中に示す記号のSはステップを意味する。
図6に示す処理は、制御部116Lによるプログラムの実行を通じて実現される。図6に示す診断例は、第1の診断の一例である。
電源オンの状態で、制御部116Lは、サーミスタの状態を診断するタイミング#1であるか否かを判定する(ステップ1)。
タイミング#1は、予め定めた事象の発生タイミングの一例である。
図7には、タイミング#1-1と#1-2を例示している。なお、タイミング#1-1と#1-2の両方で診断を実行する必要はなく、事前の設定に基づき、いずれか一方のタイミングでのみ診断を実行してもよい。ここでのタイミング#1-1及び#1-2は、予め定めた事象の一例である。
ところで、ロック状態を解除する操作があっても、制御部116Lによる制御が開始されるまでには遅延があり、制御部116Lによる制御が開始されるまでは、加熱部121L-2によるカプセル30の加熱も開始しない。遅延は、例えば1秒である。
ロック状態が解除されたタイミングやハイモードに切り替わったタイミングは、一部の例外を除き、カプセル30の温度は、周囲の気温に近づいていると予想される。
ロック状態や直前までノーマルモードであった場合には、カプセル30が加熱部121L-2により加熱されていないためである。
一部の例外には、例えばハイモードで加熱部121L-2の温度が目標温度に達している状態でユーザがロック状態に切り替えたが、短時間のうちにロック状態を解除する場合がある。この場合、加熱部121L-2の温度は、目標温度に近い状態を維持している可能性が高い。
ここでの第1の時間は、タイミング#1-2における第1の時間と同じでよいし、異なってもよい。本実施の形態では、同じであるものとする。
第1の時間は、例えばカプセル30を加熱する加熱部121L-2の温度が周囲の気温に近い温度に下がるのに必要な時間を想定する。例えば30秒を想定する。
タイミング#1-1又は#1-2に該当しない場合、制御部116Lは、ステップ1で否定結果を得る。ステップ1で否定結果が得られている間、制御部116Lは、ステップ1の判定を繰り返す。
一方、タイミング#1-1又は#1-2に該当する場合、制御部116Lは、ステップ1で肯定結果を得る。
ほぼ同じ温度であるはずの2つのサーミスタ112L-1、112L-2の温度が20℃以上も異なると、いずれかのサーミスタに異常が発生している可能性が高いと判定される。異常の原因には、例えば絶縁不良、断線、短絡がある。なお、20℃は一例であり、15℃や10℃でもよく、その他の値でもよい。
ステップ4で否定結果が得られた場合、制御部116Lは、2つのサーミスタ112L-1、112L-2に異常はないと判定し、今回の診断を終了する。
また、制御部116Lは、カプセル30の加熱も停止する(ステップ6)。温度を正しく測定できない状態での加熱の継続を避けるためである。
図6には、2つのサーミスタ112L-1、112L-2の温度差に基づいて故障を診断する例を示したが、加熱の開始から予め定めた時間(例えば10秒)の経過後にサーミスタ112L-1、112L-2で測定された各温度に基づいて故障を診断してもよい。
以下では、図8及び図9の参照によりサーミスタの状態の他の診断例について説明する。
図8は、サーミスタの故障の診断に使用する処理の他の例を説明する図である。図8には、図6との対応部分に対応する符号を付して示している。
電源オンの状態で、制御部116Lは、サーミスタの状態を診断するタイミング#2であるか否かを判定する(ステップ11)。
タイミング#2は、予め定めた事象の発生タイミングの一例である。
図9の場合、タイミング#2-1は、例えばタイミング#1-1(図7参照)から第2の時間が経過した時点として与えられる。
本実施の形態では、第2の温度を50℃とし、第2の時間を10秒とする。なお、第2の温度は、タイミング#2を与える第2の時間に応じて異なる。
この条件が満たされない場合、スリープ状態が解除されてから第2の時間が経過しても故障の診断は実行されない。第2の診断は、加熱に伴う温度の上昇を、サーミスタ112L-1、112L-2が正しく検出できているかを判定することを目的とするためである。
タイミング#2-1又は#2-2に該当しない場合、制御部116Lは、ステップ11で否定結果を得る。ステップ11で否定結果が得られている間、制御部116Lは、ステップ11の判定を繰り返す。
一方、タイミング#2-1又は#2-2に該当する場合、制御部116Lは、ステップ11で肯定結果を得る。ステップ11で肯定結果が得られると、制御部116Lは、2つのサーミスタ112L-1、112L-2で測定された温度を取得する(ステップ12)。
第2の温度は判定用の閾値である。第2の温度は、タイミング#2(タイミング#1から第2の時間が経過した時点)に応じて定められる。なお、加熱部121L-2の加熱プロファイル、すなわち加熱の開始から経過した時間長に応じた温度の変化は事前に定められている。このため、タイミング#2における加熱部121L-2の温度は、予測が可能である。
ステップ13で否定結果が得られた場合、制御部116Lは、2つのサーミスタ112L-1、112L-2に異常はないと判定し、今回の診断を終了する。
ステップ13で肯定結果が得られた場合、制御部116Lは、サーミスタ112L-1、112L-2の異常を出力する(ステップ5)。異常の出力は、異常が生じているサーミスタ112L-1、112L-2の特定を含んでもよい。この判定の場合、第2の温度を超えたサーミスタの特定が可能なためである。サーミスタ112L-1、112L-2の異常は、例えばディスプレイ11A(図1参照)に表示される。
また、制御部116Lは、カプセル30の加熱も停止する(ステップ6)。温度を正しく測定できない状態での加熱の継続を避けるためである。
前述したように、本実施の形態におけるエアロゾル生成装置10には、固形物のエアロゾル源を加熱する加熱部121L-2の温度を測定するセンサ部112Lとして、2つのサーミスタ112L-1、112L-2を設ける。
2つのサーミスタ112L-1、112L-2を設けることで、2つのサーミスタの温度差を算出することが可能になり、サーミスタに生じている絶縁不良、断線、短絡等の異常を検出することが可能になる。
これらの診断の結果の活用により、固形物のエアロゾル源の正確な加熱制御が可能になる。また、サーミスタ112L-1、112L-2の異常が検出された場合には、エアロゾル生成装置10によるカプセル30の加熱を停止させて、問題のある装置の使用を停止させることが可能になる。
実施の形態2で想定するエアロゾル生成装置10(図1参照)は、診断手法を除き、実施の形態1で想定するエアロゾル生成装置10の外観、内部構成、加熱モード等と同じである。
本実施の形態では、診断例1と診断例2の組み合わせに代えて、診断例1と後述する診断例3の組み合わせを採用する。
以下では、図10及び図11の参照によりサーミスタの状態の他の診断例について説明する。
図10は、サーミスタの故障の診断に使用する処理の他の例を説明する図である。図10には、図8との対応部分に対応する符号を付して示している。診断例3は、診断例2の変形例にあたる。
電源オンの状態で、制御部116Lは、サーミスタの状態を診断するタイミング#3であるか否かを判定する(ステップ21)。
タイミング#3は、予め定めた事象の発生タイミングの一例である。
図11には、タイミング#3-1と#3-2を例示している。なお、タイミング#3-1と#3-2の両方で診断を実行する必要はなく、事前の設定に基づき、いずれか一方のタイミングでのみ診断を実行する設定としてもよい。ここでのタイミング#3-1及び#3-2は、予め定めた事象の一例である。
第3の時間は、実施の形態1で使用した第2の時間よりも短い時間に設定する。第3の時間は、サーミスタ112L-1、112L-2で測定される温度が、加熱部121L-2の実際の温度よりも許容誤差以上に低い値を示す故障の発見を目的とする。
本実施の形態では、第3の温度を40℃とし、第3の時間を5秒とする。なお、第3の温度は、タイミング#3を与える第3の時間に応じて異なる。
この条件が満たされない場合、スリープ状態が解除されてから第3の時間が経過しても故障の診断は実行されない。第3の診断は、加熱に伴う温度の上昇を、サーミスタ112L-1、112L-2が正しく検出できているかを判定することを目的とするためである。
タイミング#3-1又は#3-2に該当しない場合、制御部116Lは、ステップ21で否定結果を得る。ステップ21で否定結果が得られている間、制御部116Lは、ステップ21の判定を繰り返す。
一方、タイミング#3-1又は#3-2に該当する場合、制御部116Lは、ステップ21で肯定結果を得る。ステップ21で肯定結果が得られると、制御部116Lは、2つのサーミスタ112L-1、112L-2で測定された温度を取得する(ステップ12)。
第3の温度は判定用の閾値である。第3の温度は、タイミング#3(タイミング#1から第3の時間が経過した時点)に応じて定められる。なお、加熱部121L-2の加熱プロファイル、すなわち加熱の開始から経過した時間長に応じた温度の変化は事前に定められている。このため、タイミング#3における加熱部121L-2の温度は、予測が可能である。
ステップ22で否定結果が得られた場合、制御部116Lは、2つのサーミスタ112L-1、112L-2に異常はないと判定し、今回の診断を終了する。
ステップ22で肯定結果が得られた場合、制御部116Lは、サーミスタ112L-1、112L-2の異常を出力する(ステップ5)。異常の出力は、異常が生じているサーミスタ112L-1、112L-2の特定を含んでもよい。この判定の場合、第3の温度未満のサーミスタの特定が可能なためである。サーミスタ112L-1、112L-2の異常は、例えばディスプレイ11A(図1参照)に表示される。
また、制御部116Lは、カプセル30の加熱も停止する(ステップ6)。温度を正しく測定できない状態での加熱の継続を避けるためである。
本実施の形態におけるエアロゾル生成装置10の場合、2つのサーミスタ112L-1、112L-2で測定された温度と第3の温度との比較により、加熱部121L-2の温度を正しく測定できていない可能性があるサーミスタを発見することが可能になる。
その結果、実施の形態1と同様、固形物のエアロゾル源の正確な加熱制御が可能になる。また、サーミスタ112L-1、112L-2の異常が検出された場合には、エアロゾル生成装置10によるカプセル30の加熱を停止させて、問題のある装置の使用を停止させることが可能になる。
実施の形態3で想定するエアロゾル生成装置10(図1参照)は、診断手法を除き、実施の形態1で想定するエアロゾル生成装置10の外観、内部構成、加熱モード等と同じである。
本実施の形態では、診断例1と診断例2の組み合わせに代えて、診断例1と後述する診断例4の組み合わせを採用する。
図12は、サーミスタの故障の診断に使用する処理の他の例を説明する図である。図12には、図8との対応部分に対応する符号を付して示している。
なお、診断例4は、診断例2と診断例3の組み合わせに対応する。
タイミング#4は、予め定めた事象の発生タイミングの一例である。
本実施の形態におけるタイミング#4には、例えばタイミング#2(図8参照)とタイミング#3(図10参照)の中間点とする。
タイミング#4-1又は#4-2に該当しない場合、制御部116Lは、ステップ31で否定結果を得る。ステップ31で否定結果が得られている間、制御部116Lは、ステップ31の判定を繰り返す。ここでのタイミング#4-1及び#4-2は、予め定めた事象の一例である。
続いて、制御部116Lは、「各温度が上限温度より小さく、かつ、下限温度より大きい」か否かを判定する(ステップ32)。
上限値と下限値はいずれも判定用の閾値である。下限値には、例えば40℃を使用し、上限値には、例えば50℃を使用する。これらの温度は他の温度でもよい。例えば下限値は30℃とし、上限値を55℃としてもよく、他の値でもよい。
ここでの上限値は第2の温度の一例でもあり、下限値は第3の温度の一例でもある。
ステップ32で肯定結果が得られた場合、制御部116Lは、2つのサーミスタ112L-1、112L-2に異常はないと判定し、今回の診断を終了する。
また、制御部116Lは、カプセル30の加熱も停止する(ステップ6)。温度を正しく測定できない状態での加熱の継続を避けるためである。
本実施の形態におけるエアロゾル生成装置10も、実施の形態1と同様、固形物のエアロゾル源の正確な加熱制御が可能になる。
また、サーミスタ112L-1、112L-2の異常が検出された場合には、エアロゾル生成装置10によるカプセル30の加熱を停止させて、問題のある装置の使用を停止させることが可能になる。
(1)以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明の技術的範囲は前述した実施の形態に記載の範囲に限定されない。前述した実施の形態に、種々の変更又は改良を加えたものも、本発明の技術的範囲に含まれることは、特許請求の範囲の記載から明らかである。
図13は、ハイモードにおけるカートリッジ20とカプセル30の加熱タイミングの他の例を説明する図である。(A)は吸引の期間を示し、(B)はカートリッジ20の加熱のタイミング例を示し、(C)はカプセル30の加熱のタイミング例を示す。
図13(A)の場合、加熱オン監視時間に2回の吸引が検出されている。なお、加熱オン監視時間に検出される吸引の回数は1回でも3回以上でもよい。例えば吸引中に咳き込んだ場合、加熱オン監視時間に複数の吸引が検出される。
図13(C)に示すカプセル30の加熱タイミングは、加熱オン監視時間を単位に制御される。すなわち、カプセル30の加熱は、加熱オン監視時間中、オフ制御される。このオフ制御は、加熱オン監視時間内に初回の吸引の終了が検出されても継続される。
加熱オン監視時間や加熱オフ時間は、カートリッジ20の加熱が長時間連続することによる液体のエアロゾル源の液誘導部122Lへの供給が間に合わない現象の回避を目的として設けられる。液誘導部122Lに液体のエアロゾル源が存在しない状態で加熱部121L-1の加熱が実行されてもエアロゾルは生成しない。この現象は、液枯れと呼ばれる。
なお、前述の説明では、加熱オン監視時間の終了後に開始される、加熱オフに近い状態に制御される時間を「加熱オフ時間」と表現しているが、加熱オン監視時間の終了後に吸引が検知されない結果としてカートリッジ20が加熱されていない時間を「加熱オフ時間」と表現してもよい。
Claims (16)
- 液体である第1のエアロゾル源を加熱する第1の加熱部と、
固形物である第2のエアロゾル源を加熱する第2の加熱部と、
前記第2の加熱部の温度を測定する複数の温度センサと、
前記第1の加熱部及び前記第2の加熱部に対する電力の供給を制御する制御部と、
を有し、
前記制御部は、
前記第1のエアロゾル源の加熱と前記第2のエアロゾル源の加熱を組み合わせてエアロゾルを生成する場合であって、前記第2の加熱部に対する電力の供給を開始する前の非供給時間が予め定めた第1の時間以上であるとき、前記複数の温度センサの温度差を測定し、
測定された前記複数の温度センサの温度差に基づいて、当該複数の温度センサの状態に関する第1の診断を実行し、
前記温度差が予め定めた第1の温度を超える場合、前記複数の温度センサに関する異常を出力する、
エアロゾル生成装置。 - 液体である第1のエアロゾル源を加熱する第1の加熱部と、
固形物である第2のエアロゾル源を加熱する第2の加熱部と、
前記第2の加熱部の温度を測定する複数の温度センサと、
前記第1の加熱部及び前記第2の加熱部に対する電力の供給を制御する制御部と、
を有し、
前記制御部は、
前記第1のエアロゾル源の加熱と前記第2のエアロゾル源の加熱を組み合わせたエアロゾルの生成を指示する操作の検出時に、前記複数の温度センサの温度差を測定し、測定された前記複数の温度センサの温度差に基づいて、当該複数の温度センサの状態に関する第1の診断を実行し、前記温度差が予め定めた第1の温度を超える場合、前記複数の温度センサに関する異常を出力する、
エアロゾル生成装置。 - 前記制御部は、
前記複数の温度センサについて測定された各温度に基づいて、当該複数の温度センサの状態に関する第2の診断を実行する、
請求項1又は2に記載のエアロゾル生成装置。 - 前記制御部は、
前記複数の温度センサについて測定された各温度のいずれかが第2の温度を超える場合、当該複数の温度センサに関する異常を出力する、
請求項3に記載のエアロゾル生成装置。 - 前記制御部は、
前記温度差の測定時点から予め定めた第2の時間の経過後に測定された各温度に基づいて前記第2の診断を実行する、
請求項3又は4に記載のエアロゾル生成装置。 - 前記制御部は、
前記温度差の測定時点に測定された各温度に基づいて前記第2の診断を実行する、
請求項3又は4に記載のエアロゾル生成装置。 - 前記制御部は、
前記複数の温度センサについて測定された各温度に基づいて、当該複数の温度センサの状態に関する第3の診断を実行する、
請求項1~6のいずれか1項に記載のエアロゾル生成装置。 - 前記制御部は、
前記複数の温度センサについて測定された各温度のいずれかが予め定めた第3の温度以下の場合、当該複数の温度センサに関する異常を出力する、
請求項7に記載のエアロゾル生成装置。 - 前記制御部は、
前記温度差の測定時点から予め定めた第3の時間の経過後に測定された各温度に基づいて前記第3の診断を実行する、
請求項7又は8に記載のエアロゾル生成装置。 - エアロゾルを生成するエアロゾル生成装置の制御方法であって、
第1の加熱部が液体である第1のエアロゾル源を加熱するステップと、
第2の加熱部が固形物である第2のエアロゾル源を加熱するステップと、
複数の温度センサが前記第2の加熱部の温度を測定するステップと、
前記第1の加熱部及び前記第2の加熱部に対する電力の供給を制御するステップと、
前記第1のエアロゾル源の加熱と前記第2のエアロゾル源の加熱を組み合わせてエアロゾルを生成する場合であって、前記第2の加熱部に対する電力の供給を開始する前の非供給時間が予め定めた第1の時間以上であるとき、前記複数の温度センサの温度差を測定するステップと、
測定された前記複数の温度センサの温度差に基づいて、当該複数の温度センサの状態に関する第1の診断を実行するステップと、
前記温度差が予め定めた第1の温度を超える場合、前記複数の温度センサに関する異常を出力するステップと、
を含むことを特徴とする制御方法。 - エアロゾルを生成するエアロゾル生成装置の制御方法であって、
第1の加熱部が液体である第1のエアロゾル源を加熱するステップと、
第2の加熱部が固形物である第2のエアロゾル源を加熱するステップと、
複数の温度センサが前記第2の加熱部の温度を測定するステップと、
前記第1の加熱部及び前記第2の加熱部に対する電力の供給を制御するステップと、
前記第1のエアロゾル源の加熱と前記第2のエアロゾル源の加熱を組み合わせたエアロゾルの生成を指示する操作の検出時に、前記複数の温度センサの温度差を測定するステップと、
測定された前記複数の温度センサの温度差に基づいて、当該複数の温度センサの状態に関する第1の診断を実行するステップと、
前記温度差が予め定めた第1の温度を超える場合、前記複数の温度センサに関する異常を出力するステップと、
を含むことを特徴とする制御方法。 - コンピュータに、
第1の加熱部が液体である第1のエアロゾル源を加熱する工程と、
第2の加熱部が固形物である第2のエアロゾル源を加熱する工程と、
複数の温度センサが前記第2の加熱部の温度を測定する工程と、
前記第1の加熱部及び前記第2の加熱部に対する電力の供給を制御する工程と、
前記第1のエアロゾル源の加熱と前記第2のエアロゾル源の加熱を組み合わせてエアロゾルを生成する場合であって、前記第2の加熱部に対する電力の供給を開始する前の非供給時間が予め定めた第1の時間以上であるとき、前記複数の温度センサの温度差を測定する工程と、
測定された前記複数の温度センサの温度差に基づいて、当該複数の温度センサの状態に関する第1の診断を実行する工程と、
前記温度差が予め定めた第1の温度を超える場合、前記複数の温度センサに関する異常を出力する工程と、
を実行させるためのプログラム。 - コンピュータに、
第1の加熱部が液体である第1のエアロゾル源を加熱する工程と、
第2の加熱部が固形物である第2のエアロゾル源を加熱する工程と、
複数の温度センサが前記第2の加熱部の温度を測定する工程と、
前記第1の加熱部及び前記第2の加熱部に対する電力の供給を制御する工程と、
前記第1のエアロゾル源の加熱と前記第2のエアロゾル源の加熱を組み合わせたエアロゾルの生成を指示する操作の検出時に、前記複数の温度センサの温度差を測定するステップと、
測定された前記複数の温度センサの温度差に基づいて、当該複数の温度センサの状態に関する第1の診断を実行する工程と、
前記温度差が予め定めた第1の温度を超える場合、前記複数の温度センサに関する異常を出力する工程と、
を実行させるためのプログラム。 - 液体である第1のエアロゾル源を加熱する第1の加熱部と、
固形物である第2のエアロゾル源を加熱する第2の加熱部と、
前記第2の加熱部の温度を測定する複数の温度センサと、
前記第1の加熱部及び前記第2の加熱部に対する電力の供給を制御する制御部と、
を有し、
前記制御部は、
予め定めた事象の発生を検出した場合に測定された前記複数の温度センサの温度差に基づいて、当該複数の温度センサの状態に関する第1の診断を実行し、
前記第1の診断において、前記温度差が予め定めた第1の温度を超える場合、前記第2の加熱部の加熱を停止する、
エアロゾル生成装置。 - エアロゾルを生成するエアロゾル生成装置の制御方法であって、
第1の加熱部が液体である第1のエアロゾル源を加熱するステップと、
第2の加熱部が固形物である第2のエアロゾル源を加熱するステップと、
複数の温度センサが前記第2の加熱部の温度を測定するステップと、
前記第1の加熱部及び前記第2の加熱部に対する電力の供給を制御するステップと、
予め定めた事象の発生を検出した場合に測定された前記複数の温度センサの温度差に基づいて、当該複数の温度センサの状態に関する第1の診断を実行するステップと、
前記第1の診断において、前記温度差が予め定めた第1の温度を超える場合、前記第2の加熱部の加熱を停止するステップと、
を含むことを特徴とする制御方法。 - コンピュータに、
第1の加熱部が液体である第1のエアロゾル源を加熱する工程と、
第2の加熱部が固形物である第2のエアロゾル源を加熱する工程と、
複数の温度センサが前記第2の加熱部の温度を測定する工程と、
前記第1の加熱部及び前記第2の加熱部に対する電力の供給を制御する工程と、
予め定めた事象の発生を検出した場合に測定された前記複数の温度センサの温度差に基づいて、当該複数の温度センサの状態に関する第1の診断を実行する工程と、
前記第1の診断において、前記温度差が予め定めた第1の温度を超える場合、前記第2の加熱部の加熱を停止する工程と、
を実行させるためのプログラム。
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